高壓放大器驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷測(cè)試設(shè)計(jì)

壓電陶瓷是一種能夠?qū)C(jī)械能和電能相互轉(zhuǎn)換的功能陶瓷材料。隨著高新技術(shù)的發(fā)展,壓電陶瓷的應(yīng)用必將越來越廣闊，壓電陶瓷把電能轉(zhuǎn)換為超聲振動(dòng)，用來進(jìn)行無損探傷、超聲清洗、超聲醫(yī)療等測(cè)試，如今壓電陶瓷已經(jīng)被科學(xué)家應(yīng)用到國防建設(shè)、科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)、以及人們生活密切相關(guān)的眾多領(lǐng)域中。壓電陶瓷在能量轉(zhuǎn)換過程中，需要提供高壓或者大功率來激勵(lì)壓電陶瓷產(chǎn)生震動(dòng)，高壓放大器屬于發(fā)射端的末級(jí)，作用是將已經(jīng)產(chǎn)生的高頻電壓信號(hào)進(jìn)行放大，以滿足發(fā)送功率的要求。

壓電效應(yīng)的原理：如果對(duì)壓電陶瓷施加壓力，它便會(huì)產(chǎn)生電位差，反之施加電壓，則產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力。如果壓力是一種高頻震動(dòng)，則產(chǎn)生的就是高頻電流，而高頻電信號(hào)加在壓電陶瓷上，則產(chǎn)生高頻聲信號(hào)（機(jī)械振動(dòng)），這就是我們常說的超聲波信號(hào)。

壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)方式一般為激振蕩式驅(qū)動(dòng)，利用方波（或短行波）振蕩器來激勵(lì)發(fā)聲。壓電陶瓷片主要工作在10KHz以上的頻率上，電壓需要200V左右，輸出功率要求大，市場(chǎng)上常規(guī)的信號(hào)發(fā)生器輸出電壓低，帶負(fù)載能力弱，無法解決高壓大功率驅(qū)動(dòng)問題，Aigtek針對(duì)這一問題，給某實(shí)驗(yàn)室提供信號(hào)發(fā)生器（ATG2000系列）+高壓放大器（ATA-2042）的測(cè)試方案。

高壓放大器和信號(hào)發(fā)生器都需要具有高性能和高品質(zhì)的輸出波形：一方面是良好的穩(wěn)定性能，輸出波形失真小，并且信號(hào)發(fā)生器還需要能產(chǎn)生多種波形信號(hào)；另一方面是良好的動(dòng)態(tài)性能，調(diào)幅調(diào)頻方便，負(fù)載適應(yīng)性好，此外有些測(cè)試除了需要信號(hào)發(fā)生器提供輸出電壓外，還需要功率輸出。

ATA-2042高壓放大器是Aigtek公司生產(chǎn)的寬頻雙通道高壓電源產(chǎn)品，電壓范圍（0-400Vpp），具有穩(wěn)定的輸出電壓、電流、雙通道同步輸出等特點(diǎn)，同時(shí)具有過流、過溫保護(hù)功能。適用于驅(qū)動(dòng)高壓型負(fù)載，可放大交、直流信號(hào)，輸出電流100mA，電壓增益數(shù)控0~60倍可調(diào)，液晶屏幕顯示，一鍵保存常用設(shè)置，可與任意品牌信號(hào)發(fā)生器配套使用，實(shí)現(xiàn)任意波形信號(hào)的完美放大。

電壓增益具體分為粗調(diào)（1step）和細(xì)調(diào)（0.1 step）兩種。可根據(jù)需要調(diào)整至需要輸出的電壓值，輸入為BNC接口，輸入電阻50Ω、5kΩ兩檔可選，完美匹配高低內(nèi)阻信號(hào)源。